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高頻低功率超聲無損處理乳制品
閱讀:1079 發(fā)布時間:2022-10-9高頻低功率超聲無損處理乳制品
超聲波在傳統(tǒng)乳制品加工中的應用有可能為乳制品行業(yè)帶來巨大的利益,比如可能節(jié)省成本和改善產(chǎn)品性能。此外,與其他新興技術(shù)相比,安全性是超聲作為處理技術(shù)吸引人的地方。在過去的十年中,該技術(shù)迅速成為一種溫和的非熱加工工具,能夠取代或協(xié)助許多傳統(tǒng)的乳制品加工應用,例如微生物和酶的滅活,乳化系統(tǒng)內(nèi)的均質(zhì)化和乳化,乳化,結(jié)晶和功能改性。
低頻,高功率超聲波會產(chǎn)生強烈的空化效應,影響食物系統(tǒng)的物理,機械或化學/生物化學性質(zhì)。相比之下,高頻低功率超聲產(chǎn)生相對溫和的物理效應,可用于分析、監(jiān)測食品材料和多組分混合物的無損分離。大功率超聲在乳品加工中的應用可能導致產(chǎn)生物理力,包括空化、聲流、聲輻射、剪切、微噴射、沖擊波和化學反應,包括產(chǎn)生非常少量的高活性自由基。 在一些應用中使用物理力和化學效應,而大多數(shù)乳制品應用集中在單獨利用物理力。
乳制品行業(yè)常使用熱處理來滅活微生物,作為一種保存和確保食品安全的手段。然而,熱處理會使現(xiàn)有膠體顆粒的組成和表面性質(zhì)發(fā)生顯著變化,并改變牛奶的物理性質(zhì)。一些改變?nèi)缬糜诟纳飘a(chǎn)品質(zhì)地的酸奶是可取的,而凝膠在制造超高溫牛奶是非常不可取的。因此,保持牛奶質(zhì)量的新型保鮮技術(shù)在乳品工業(yè)中引起了一定的關注。超聲作為一種替代非熱技術(shù)的發(fā)展趨勢,進一步受到其他優(yōu)勢的推動,這些優(yōu)勢包括降低能源消耗、靶向特定生物的能力,以及不需要引入防腐劑。
當超聲單獨應用時,在真實食品系統(tǒng)的環(huán)境條件下,需要強大的能量和較長的接觸時間來滅活微生物。因此,近的改進認識到多種既定技術(shù)與超聲波結(jié)合的組合,如熱(熱超聲,TS),壓力(馬諾超聲,MS),熱和壓力。通過這些方法進行微生物滅活的有效性取決于超聲波的振幅,暴露/接觸時間,正在處理的食物的體積,食物的組成,包括存在的微生物的類型和初始數(shù)量,以及它們的聚集狀態(tài),介質(zhì)的粘度和處理條件。
超聲波處理結(jié)合溫和加熱(57℃)18分鐘導致牛奶中單核細胞增生李斯特菌減少5log,原料乳中總需氧細菌減少5log。究了使用高強度超聲波對原料乳中腸桿菌科的滅活,在該研究中改變溫度(20℃,40℃和60℃),振幅(120,90和60μm)和時間(6,9和12分鐘)。結(jié)果表明,超聲探頭處理時間越長,微生物的失活越明顯,特別是在較高的溫度和振幅下,微生物顯著失活。使用超過124μm振幅的超聲波,對于無熱處理微生物和潛在的病原體(包括大腸桿菌,熒光假單胞菌和單核細胞增生李斯特菌)是有效的。在該研究中,10分鐘內(nèi)100%大腸桿菌,6分鐘內(nèi)100%熒光假單胞菌和10分鐘內(nèi)99%單核細胞增生李斯特菌減少。單核細胞增生李斯特氏菌和大腸
桿菌在牛奶中也被熱處理。
UHT牛奶中不同起始濃度的20 kHz超聲波對(a)大腸桿菌,(b)單核細胞增生李斯特菌和熒光假單胞菌的影響。
上對食品安全的需求預計每年都會上升。與消費者相關的主要趨勢是保存方便,質(zhì)量較高、更方便、更“天然"、不含添加劑、營養(yǎng)更健康、并且仍具有高度微生物安全性的乳制品。超聲是一種無損靶向技術(shù),不引入防腐劑。然而,然而,目通過超聲波增強牛奶和乳制品超聲波處理系統(tǒng)中微生物滅活的研究主要集中與另一種技術(shù)的組合或?qū)⒊暡ㄅc其他保存因子相結(jié)合,而且還在小規(guī)模操作中進行。